基于單片機下的新型智能花盆設(shè)計

許慶陽

【摘要】 新型智能花盆主要利用濕度傳感器來檢測土壤的含水量，并將檢測到的信號傳給控制機器51單片機。花盆由智能檢測系統(tǒng)、智能報警系統(tǒng)以及智能澆水系統(tǒng)三部分組成，系統(tǒng)由太陽能發(fā)電板供電，并采用國內(nèi)外先進的微噴技術(shù)節(jié)水灌溉，既能智能養(yǎng)花陶冶情操，又可以低碳環(huán)保節(jié)省能源，極其符合現(xiàn)代人對生活的需求。

【關(guān)鍵詞】 51單片機 智能花盆 環(huán)保 微噴

一、引言

綠色植物能有效地凈化空氣、釋放負離子，還能形成綠色視野，促進人類身心健康。在現(xiàn)代生活中，人們常常于家中或辦公室里養(yǎng)殖一些綠色植物，但由于現(xiàn)代人忙于事業(yè)等各種原因，有許多綠植因忘記澆水而干枯死亡。據(jù)研究發(fā)現(xiàn)，植物水的需求量由季節(jié)、光照、溫度、土壤含水量等多項因素共同決定，其中土壤含水量多少是花卉能否成活的關(guān)鍵，所以濕度傳感器數(shù)據(jù)是智能檢測系統(tǒng)啟動的主要參考。本研究以現(xiàn)代化視角，利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，并結(jié)合環(huán)保理念對花盆進行設(shè)計。智能化控制花盆，能夠降低能耗、節(jié)約資源、實現(xiàn)健康環(huán)保、低碳節(jié)能的智能生活。

二、智能花盆系統(tǒng)硬件設(shè)計

本花盆在硬件設(shè)計方面主要突出智能化、網(wǎng)絡(luò)化、多樣化、節(jié)能化等理念，主動迎合現(xiàn)代人綠色消費、健康生活的主流需求，具體設(shè)計如圖1。硬件部分由太陽能發(fā)電裝置、溫度傳感器、濕度傳感器、光照傳感器、蜂鳴器、GSM/ GPRS模塊、顯示模塊、按鍵控制模塊及水泵模塊組成。硬件供能部分是根據(jù)植物的生長大都離不開陽光的特性，突破傳統(tǒng)供電模式，利用新能源，使用太陽能發(fā)電裝置供電。檢測系統(tǒng)（左）收集到的模擬電信號將通過單片機轉(zhuǎn)換數(shù)字信號傳輸給報警系統(tǒng)（右），從而引發(fā)蜂鳴器報警，并自動通過GSM/GPRS模塊將數(shù)據(jù)發(fā)送至預(yù)留手機中，同時預(yù)留手機亦可以通過GSM/GPRS模塊控制澆水系統(tǒng)（水泵），實現(xiàn)遠程控制的功能。

澆水系統(tǒng)是采用國內(nèi)外先進的微噴技術(shù)，組裝成新型灌溉設(shè)施。該技術(shù)是指利用水流通過管道系統(tǒng)以一定速度從特制的噴頭噴出，在空氣中分散成細小的水滴著落在植物上，既能節(jié)約水資源，又可以促進植物生長。

三、智能花盆系統(tǒng)軟件設(shè)計

智能花盆硬件部分能否完好的運行主要取決于軟件部分是否設(shè)計的優(yōu)良，而一個軟件部分的關(guān)鍵主要在于算法的設(shè)計，一個好的算法甚至可以代替大量的硬件。智能花盆的創(chuàng)新點在于能夠智能控制地傳感器的上下限，溫度傳感器、濕度傳感器、光照傳感器均可啟動澆水系統(tǒng)，但主要參考濕度傳感器數(shù)據(jù)。開啟系統(tǒng)首先初始化界面，設(shè)置傳感器上下限，利用檢測系統(tǒng)收集并處理，判斷是否啟動澆水系統(tǒng)。若只因其他傳感器而啟動澆水系統(tǒng)的噴水時間將會被縮短且不高于濕度傳感器上限。

濕度傳感器兼并啟動和關(guān)閉澆水系統(tǒng)的功能，一旦啟動澆水系統(tǒng)會自動觸發(fā)報警系統(tǒng)。若土壤濕度達到適宜值，則澆水系統(tǒng)將會自動關(guān)閉，報警系統(tǒng)亦會隨之關(guān)閉。

四、小結(jié)

新型智能花盆主要由多傳感器結(jié)合單片機所制成，在設(shè)計過程中利用跨學科研究，參考了信息學、機械電子學、資源環(huán)境科學及智能科學等相關(guān)內(nèi)容。智能科技讓未來生活比想象更智能。物聯(lián)網(wǎng)將開啟的未來生活的新篇章，也是未來電子機械行業(yè)發(fā)展的必然趨勢。

參 考 文 獻

[1]王立忠，蔣寧，程禮邦，段佳敏. 盆栽植物土壤水分監(jiān)測及自動澆灌系統(tǒng)設(shè)計[J]. 吉林師范大學學報（自然科學版），2015，（01）：95-98.

[2]趙麗，張春林. 基于單片機的智能澆花系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)[J]. 長春大學學報，2012，（06）：650-651+664.